《中考物理总复习》专题28 伏安法测小灯泡电阻的实验题（解析版）.docx

专题28 伏安法测小灯泡电阻的实验题抓住考点学伏安法测电阻实验需要学通的基础知识1原理：欧姆定律I=U/R2滑动变阻器的作用：保护电路；改变电阻（或灯泡）两端的电压和通过电阻的电流。3.电压表量程的选择：看电源电压4.电流表的量程选择：I=U/R最小值 （定值电阻）I=P额/U额5.滑动变阻器规格选取：（1）看电流； （2）计算电阻：R滑=（U-U额）/I额。6.使小灯泡正常发光的操作：移动滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡额定电压。7.注意：此次实验分两类：一是测定值电阻的阻值，它需要求平均值，因为多次多次测量求平均值，减小实验误差。二是测小灯泡阻值，它不需求平均值，因为灯丝电阻随温度变化而变化，求平均值失去意义。8.测量结果偏小是因为：有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。根据考点考【例题1】（2020天津）某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，电源电压为3V请完成下列回答（1）根据电路图，在图乙中用笔画线代替导线连接实物图（2）某次测量，电流表与电压表的示数如图所示，计算此时小灯泡灯丝的电阻值为【答案】（1）见解析；（2）8【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择03V量程灯泡的额定电流为0.3A，电流表选择00.6A量程电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出滑动变阻器选择一上一下接线柱，实物图和电路图中一样都接左半段按照电路图，从电源的正极出发，按照电流方向，依次串联开关、滑动变阻器、灯泡、电流表到电源的负极，电压表并联在灯泡两端如图（2）电流表使用的00.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.2A电压表使用的03V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.6VR=8【例题2】（2020山东聊城）小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。(1)在已连接的电路中，有一不当之处是_；(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；_(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为_A。小灯泡正常发光时的电阻为_（电阻的计算结果保留一位小数）；(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是_（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻_影响导致的。实验序号电压U/V电流I/A电阻R/电阻平均值R/12.522.10.268.131.70.247.141.30.216.2【答案】 (1) 开关闭合 (2) (3) 0.28 8.9 (4) 错误 温度【解析】(1)连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误的。(2)电压表和灯泡并联，如图所示：(3)电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是0.02A，电流大小为0.28A。灯泡正常发光时的电阻为R=8.9(4)由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关，所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的。结合考点练1.（2020安徽）一小灯泡额定电压为2.5V，图a是测量其电阻的实验电路图。(1)请按照图a，将图b中的实物电路连接完整； _(2)闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.50V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图c所示，则此时通过小灯泡的电流为_A；(3)调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐减小，会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度_（选填“升高”、“不变”或“降低”）；(4)测量数据如下表所示。电压U/V2.502.101.701.300.900.50电流I/A0.260.240.210.190.16分析表中数据，可以发现小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越_。【答案】 (1) (2) 0.28 (3) 降低 (4) 小【解析】(1)灯泡电阻约10，灯泡正常发光时的电流是电流表选量程，把开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路，所求画图如下(2)如图C，电流表分度值是0.02A，电流表读数0.28A。(3)小灯泡两端实际电压减小，实际功率降低，亮度变暗，温度降低。(4)由表格数据可知，小灯泡两端实际电压减小，实际功率降低，亮度变暗，温度降低。灯丝电阻受温度影响，温度降低，电阻减小。2.（2020新疆兵团）在测量小灯泡的电阻实验中，有两个规格相同的小灯泡，将其中一个小灯泡接入测量电路，通过实验得到的实验数据如下列表格所示。将另一个小灯泡的玻璃罩敲碎，把保存完好的灯丝接入测量电路，并将灯丝浸没在常温纯净水中，通过实验得到灯丝的I-U图像如图所示：U / V0.51.01.52.02.53.0I / A0.100.180.230.260.280.30(1)请画出测量小灯泡的电阻的电路图；(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值_（填“最大”或“最小”）处；将灯丝浸没在常温纯净水中，且每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的_不变；(3)小灯泡两端的电压为3V时的电阻是常温时小灯泡电阻的_倍；某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率_（填字母代号）。A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后不变 D.先减小后不变【答案】 (1) (2) 最大 温度 (3) 10 C【解析】(1)采用伏安法测小灯泡电阻，滑动变阻器与待测灯泡串联在电路，电压表测量小灯泡两端电压，电路图如图所示：。(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，保障实验安全。由于温度对灯丝电阻有较大影响，故每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的温度不变。(3)根据灯丝I-U图像可知，常温时小灯泡电阻为而由表中数据可知，小灯泡两端的电压为3V时的电阻是10W，故是常温时小灯泡电阻的10倍。由图表可知，若某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率先增大，之后再保持不变。故选C。3.（2020海南）用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值，测量数据记录如下实验次数123电压U/V1.52.02.5电流I/A0.160.24电阻R/9.4104(1)第2次测量时，电流表示数如图乙所示，为_A，对应的电阻值为_(2)根据三次实验数据可得定值电阻Rx=_（结果保留一位小数）(3)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转用一根导线在图甲中先后连接接线柱B与CC与D时，电压表和电流表示数都为0，连接接线柱D与E时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是_(4)如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻Rx的阻值闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为I1；滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx=_（用相关物理量的符号表示）【答案】 (1) 0.2 10 (2)9.9 (3)滑动变阻器断路 (4) 【解析】(1)由图乙知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.20A。由欧姆定律知道，第2次测量时对应的电阻值(2)为减小误差，取平均值作为测量结果，根据三次实验数据知道，定值电阻Rx的阻值为(3)闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转,即示数均为零，可以判断电路是断路，由于电压表示数也为零，说明断路部分在电压表并联以外地方，又因为连接接线柱B与CC与D时，电压表和电流表示数都为0，而连接接线柱D与E时，电压表和电流表指针明显偏转，说明电路的故障是滑动变阻器断路。(4)P移至最左端，滑动变阻器全连入，R和Rx串联，根据欧姆定律知道U=I1（R+Rx）-P移至最右端，滑动变阻器连入电阻为0，电路中只有Rx，根据欧姆定律知道U=I2Rx-电源电压不变，由得4.（2020湖北荆门）学习了“电阻的测量”后，小华同学设想将电流表改装成可直接测量电阻的仪表，并设计了如图甲所示的电路，M、N是连接待测电阻的接线柱。电流表选定量程为0.6A，电源电压为6V。(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_（选填“A”或“B”）端；(2)将M、N直接用导线相连，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表满偏（示数为0.6A），此时滑动变阻器接入电路的阻值为_， 此后保持滑片P的位置不变；(3)在M、N之间接入一个电阻，电流表的指针位置如图乙所示，则电流的大小为_A，接入电阻的阻值为_；(4) 综上可知，若通过电流表的电流为I，M、N之间接入电阻的阻值表达式为R=_（用题目给定量、计算已得量表示，不标注单位）。依据R与I的对应关系，将电流表表盘上的刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值，从而完成将电流表改装成直接测量电阻的仪表。将电流表改装成直接测量电阻的仪表后，仪表盘上的刻度是_（选填 “均匀”或“不均匀”）的。【答案】 (1) B (2) 10 (3) 0.1 50 (4) 不均匀【解析】(1)为了保护电路，闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器阻值最大处，由图甲可知，滑片P应置于B端。(2)电源电压6V，将M、N直接用导线相连，电流表示数0.6A，根据欧姆定律可得，此时滑动变阻器阻值(3)如乙图，电流表接小量程，分度值是0.02A，此时电流表读数0.1A。在M、N之间接入一个电阻，此时滑动变阻器和这个电阻串联，电流表测电路电流，根据串联电路电流规律，滑动变阻器和电阻电流相等，即则此时滑动变阻器分压，由得根据串联电路电压规律，电阻两端的电压则电阻的阻值，由得(4)若通过电流表的电流为I，则此时电路总电阻根据串联电路电阻特点，可得则电阻阻值因为电流表指针的偏转角度与电流成正比，将电流表改装成直接测量电阻的仪表后，根据，电压U恒定，电流I与测量电阻R成反比，也就是指针偏转角度大小与所测电阻成反比，所以仪表盘上的刻度是不均匀的。5.图甲为伏安法测电阻的实验电路图。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_（选填“a”或“b”）端； （2）小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，“试触”时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是：_； （3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，则此时被测电阻两端的电压为_V，该电阻的阻值为_。 【答案】 （1）a（2）电流表量程过大（3）2.4；10 【解析】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的a端；（2）小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，“试触”时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小，故排除了电路中电阻过大的可能，故产生该现象的原因可能是：电流表量程过大；（3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，电压表选用小量程，分度值为则0.1V，此时被测电阻两端的电压为2.4V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，由欧姆定律，该电阻的阻值为： RU/I2.4V/0.24A10。6.在做“伏安法测量定值电阻”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的电路，请你完成下列问题. （1）该实验的原理是 . （2）连接电路时，应将开关断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最 端（填“左”或“右”）. （3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于 断路造成的.（4）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图乙的图象，则该电阻的阻值R=_.（5）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏，于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计并连接了如图所示的电路。电源电压未知且恒定不变。请把下列实验步骤补充完整：只闭合开关S1，_；_电阻表达式：Rx=_【答案】（1）R=U/I或欧姆定律（2）右（3）电阻R （4）3 （5）实验步骤：读出电压表的示数为U1；再闭合开关S2，读出电压表的示数为U2；电阻Rx表达式：Rx=（U2-U1）R/U1或者Rx= 3（U2-U1）/U1【解析】（1）该实验的原理是R=U/I；（2）在连接电路时，开关必须断开；在开关闭合前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值的右端；（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于定值电阻断路造成的；（4）由图乙可知：当电压为U=1.8V时，电流为I=0.6A，所以定值电阻的阻值为R=U/I=1.8V/0.6A=3；（5） 实验步骤：只闭合开关S1，读出电压表的示数U1；只闭合开关S2，读出电压表的示数U2电路电流为I= U1/R7.某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值，电源电压U0约为2V3V，Rx的阻值约为67实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表（量程00.6A，03A）、电压表（量程03V，015V）、滑动变阻器R（最大阻值为30）。请你思考完成下列问题： （1）按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。（2）用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：U= 。（3）正确连接电路后，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为 （选填“最大”或“零”）；移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线（并虚线延长到纵轴），如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压U0= V，电阻Rx= 。【答案】（1）如图所示。（2）U0IRx； （3）最大； 3； 6。【解析】（1）连接实物图时，需要注意和电路图一一对应，另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱；（2）已知电源电压U0，电阻Rx和滑动变阻器串联，电路中电流为I，电压表测量滑动变阻器的电压，由串联电路的电压特点和欧姆定律；电压表的示数：U=U0Ux=U0IRx；（3）为了保护电路，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值；电阻Rx和滑动变阻器串联，根据欧姆定律可得，U0=U+IRx； U0=2.4V+0.1A×Rx；U0=1.8V+0.2A×Rx；由、可得，U0=3V；Rx=6。8.现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中： （1）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整。（2）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“A”或“B“）；（3）闭合开关，无论怎样栘动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是 （填符号）A滑动变阻器断路 BRx断路 CRx短路（4）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过Rx的电流大小为 。它的阻值是 。（5）本实验要多次测量取平均值，是为了 。【答案】（1）见解析；（2）B；（3）B；（4）0.3A；9；（5）减小误差【解析】（1）滑动变阻器下面的接线柱已经选择，上面选择哪一个都行，如下图；（2）实验前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，结合实物图可知，滑片应滑到B端；（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表无示数，说明电路有地方发生断路；电压表有示数，说明电阻Rx断路；故B 正确。（4）电流表量程为00.6A，指针指在0.3A，故电流为0.3A，则定值电阻的阻值：Rx=U/I=2.7V/0.3A=9；（5）本实验要多次测量取平均值，是为了减小误差。9.现有一个电压约为36V的电源（电压保持不变），一个量程为0-1A的电流表，三个阻值已知的电阻R1（20）、R2（30）、R3（10k），开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10的未知电阻Rx的阻值。要求：（1）画出实验电路图；（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。【答案】见解析。【解析】（1）将R1、R2和待测电阻串联起来，S控制整个电路，开关S1与R1并联，开关S2与RX并联，如下所示：（2）只闭合S、S2，记下电流表示数I1，只闭合S、S1，记下电流表示数I2；（3）在中，R1、R2串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：U=I1（R1+R2）=I1×50；在中R2与待测电阻串联，因电源电压不变，由电阻的串联和欧姆定律：RX=UI2-R2=I1×50I2-30。10现有一个阻值为20的定值电阻R0，一个电压约为15V的电源，一个量程为01A的电流表，一个单刀双掷开关及导线若干请你利用上述器材设计实验，测出约为10的未知电阻Rx的阻值要求：（1）画出实验电路图；（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）【答案】（1）见解析；（2）按上图连接电路；将开关的刀掷向1，记下电流表的示数I1；将开关的刀掷向2，记下电流表的示数I2；（3） RX=R0【解析】（1）将电流表和已知电阻串联在干路上，将待测电路接在一个支路上，如下所示：（2）按上图连接电路；将开关的刀掷向1，记下电流表的示数I1；将开关的刀掷向2，记下电流表的示数I2；（3）在中，由欧姆定律的变形公式，电源电压U=I1R0；在中，两电阻串联，电流表测电路中的电流，由欧姆定律的变形公式，电路的总电阻：R=，根据电阻的串联，待测电阻的电阻：RX=RR0=R0=R011.小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值实验次数U/vI/AR/12.00.2010.022.532.90.2810.4（1）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到（选填“A”或“B”）端（2）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是 。（3）排除故障后，进行三次实验，测得数据如上表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为 欧（保留一位小数）（4）下列实验电路图丙中，也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有 。【答案】（1）A；（2）电压表和电流表的位置互换了；（3）10.3；（4）ACD。【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处即A端；（2）由电路图知：电压表串联在电路中，电流表并联在电路中，由于电压表的电阻很大串联在电路中相当于断路，电路中没有电流，电流表示数为零电压表与电源两端相连，有示数；（3）图乙中电流表的量程为00.6A，分度值为0.02A，示数为0.22A，此时的电阻R2=10.4；三次的平均电阻为：R=10.3；（4）A两电阻串联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量总电流示数为I，总电阻为U/I，Rx的阻值为Rx=U/IR0，故A可以测出Rx的阻值，故不A正确；B、两电阻并联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量R的电流示数为I，已知R的电阻，根据U=IR算出R两端的电压也就是电源电压，无法知电流，不能测出电阻，故B错误；C、两电阻并联，上面的电流表测量干路的总电流示数I，下面的电流表测量电阻R的电流示数为I1，已知R的电阻和电流，根据欧姆定律求出R的电压U=I1R，Rx的电流Ix=II1，则Rx=，故C正确；D、 两电阻串联，分别利用电流表测出滑片位于最大阻值处和0时电路中的电流分别为I1和I2，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值，故D正确。故选ACD。12.（2020上海）小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍保持不变）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，以及导线若干。他正确串联电路后，将电压表并联在电路中。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表，将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出待测电阻的阻值，完成实验。表一实验序号电压表示数（伏）电流表示数（安）12.60.1822.30.20表二实验序号电压表示数（伏）电流表示数（安）32.20.2042.60.24获得表一实验数据的过程中，小华将电压表并联在_的两端；实验中小华所用的电源电压为_伏；根据表一中实验序号1的数据，计算此次待测电阻的阻值为_欧；（精确到0.1欧）根据实验数据， 计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。_（需写出计算过程）【答案】(1)滑动变阻器 (2)4.5 (3)10.6 (4)不能；由实验序号1中数据可得，因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。【解析】待测电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，当电流变大时，根据可知，待测电阻的电压变大，由串联电路分压定律可知，滑动变阻器电阻变小，根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了。由实验序号3可算出待测电阻为由实验序号2可算出此时滑动变阻器接入电阻为此时电路总电阻为根据欧姆定律可得电源电压约为电源电压为4.5V，滑动变阻器电压为2.6V，因此待测电阻电压为待测电阻由实验序号1中数据可得因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。